【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程，更具体地说，涉及一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法及装置。
技术介绍
1、高强钢筋混凝土构件是一种采用高强钢筋和混凝土制作的结构单元，高强钢筋混凝土构件以其高强度、节约材料、改善结构性能等多方面的优点，在现代建筑工程中发挥着越来越重要的作用。
2、在荷载和时间的作用下，混凝土构件会不可避免地会出现裂缝，从而影响建筑的耐久性和安全性，与低强钢筋相比，高强钢筋混凝土的裂缝宽度更大。因此，高强钢筋混凝土构件可靠性对于建筑结构的安全尤为重要，但是，目前高强钢筋混凝土构件的设计主要考虑了结构、功能、荷载等参数，在设计过程中没有考虑到高强钢筋混凝土构件裂缝宽度过大的问题，导致高强钢筋混凝土构件的耐久性无法得到保证，进而影响了构件的适用性及安全性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法及装置，用于解决现有高强钢筋混凝土构件设计方法的不足，即没有考虑高强钢筋引起的混凝土裂缝宽度过大，导致高强钢筋混凝土构件的耐久性无法得到保证的问题。
2、为实现上述目的，现提出的方案如下：
3、一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，包括：
4、获取高强钢筋混凝土构件的规范指标集合和设计参数集合，其中，规范指标集合包括目标极限承载力和目标可靠度指标，设计参数集合包括保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度等级，可靠度指标基于最大裂缝宽度进行计算；
5、根据各设计
6、判断实际极限承载力是否大于目标极限承载力，且实际可靠度指标是否大于目标可靠度指标；
7、若是，则输出设计参数集合；
8、若否，则更新保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度等级中至少一个设计参数，并基于更新后的设计参数集合，返回执行计算高强钢筋混凝土构件的实际极限承载力和实际可靠度指标的步骤，直至满足目标极限承载力和目标可靠度指标。
9、优选地，更新保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度等级中至少一个设计参数的过程，包括：
10、基于前一次迭代过程中的保护层厚度和钢筋直径对混凝土强度等级进行更新。
11、优选地，在对混凝土强度等级进行更新之前，还包括：
12、基于前一次迭代过程中的保护层厚度对钢筋直径进行更新；
13、判断更新后的钢筋间距是否满足最小间距要求；
14、若不满足，则执行对混凝土强度等级进行更新的步骤。
15、优选地，在对钢筋直径进行更新之前，还包括：
16、更新保护层厚度，并判断当前保护层厚度是否满足预设耐久性要求；
17、若不满足，则执行对钢筋直径进行更新的步骤。
18、优选地，根据各设计参数计算高强钢筋混凝土构件的实际极限承载力的过程，包括：
19、通过公式计算高强钢筋混凝土构件的极限承载力，公式如下：
20、
21、其中， m u为混凝土受弯构件极限承载力， α1为混凝土等效矩形应力的系数， f c为混凝土轴心抗压强度， a s、分别为受拉区、受压区纵向钢筋的截面面积， f y、分别为受拉纵筋、受压纵钢筋的屈服强度， b为矩形截面的宽度， h0为截面有效高度，为受压区纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离， x为中性轴高度。
22、优选地，根据各设计参数计算高强钢筋混凝土构件的实际可靠度指标的过程，包括：
23、采用蒙特卡洛方法计算高强钢筋混凝土构件的实际可靠度指标，公式如下：
24、
25、其中， β为可靠度指标，φ-1为标准正态分布的累积分布逆函数， p f为失效概率，x为随机变量向量， wlim为最大裂缝宽度限制， wmax为最大裂缝宽度； k w为模型误差， wmax,exp为最大裂缝宽度的试验值， wmax,pre为最大裂缝宽度预测值， α cr为构件受力特征系数； φ为裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数， σ s为按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋应力或按标准组合计算的预应力高强钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋等效应力， e s为钢筋的弹性模量， c s为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离， ρ te为按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率， d eq为受拉区纵向钢筋的等效直径， f tk为混凝土轴心抗拉强度标准值， d i为受拉区第 i种纵向钢筋的直径， n i为受拉区第 i种纵向钢筋的根数， v i为受拉区第 i种纵向钢筋的相对粘结特性系数。
26、一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化装置，实现前述的优化方法，装置包括：
27、参数获取单元，用于获取高强钢筋混凝土构件的规范指标集合和设计参数集合，其中，规范指标集合包括目标极限承载力和目标可靠度指标，设计参数集合包括保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度等级，可靠度指标基于最大裂缝宽度进行计算；
28、指标计算单元，用于根据各设计参数计算高强钢筋混凝土构件的实际极限承载力和实际可靠度指标；
29、指标判断单元，用于判断实际极限承载力是否大于目标极限承载力，且实际可靠度指标是否大于目标可靠度指标；
30、参数输出单元，用于当设计参数满足规范指标时，输出设计参数集合；
31、参数更新单元，用于当设计参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，更新保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度等级中至少一个设计参数的过程，包括：
3.根据权利要求2所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，在对混凝土强度等级进行更新之前，还包括：
4.根据权利要求3所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，在对钢筋直径进行更新之前，还包括：
5.根据权利要求1所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，根据各设计参数计算高强钢筋混凝土构件的实际极限承载力的过程，包括：
6.根据权利要求5所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，根据各设计参数计算高强钢筋混凝土构件的实际可靠度指标的过程，包括：
7.一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化装置，其特征在于，实现权利要求1-6任一项所述的优化方法，装置包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，更新保护层厚度、钢筋直径和混凝土强度等级中至少一个设计参数的过程，包括：
3.根据权利要求2所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，在对混凝土强度等级进行更新之前，还包括：
4.根据权利要求3所述的基于最大裂缝宽度的高强钢筋混凝土构件优化方法，其特征在于，在对钢筋...
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